SKP2泛素化修饰IDH1调控肝母细胞瘤细胞周期和葡萄糖代谢

SKP2 ubiquitylation modifies IDH1 to regulate hepatoblastoma cell cycle and glucose metabolism.

作者信息Pengxiang Yu, Jiarong Li, Wei Feng, Tao Lei, Wen Jia, Yun He, Yang Bi
PMID40790564
发布时间2025-08-11
DOI10.1186/s12885-025-14644-5

实验完整度

包含GEO数据库分析、临床样本IHC、细胞系功能实验、体内异种移植模型、分子对接和Co-IP机制验证,证据层级多样。

主要模型

HepG2和Huh6肝母细胞瘤细胞系 荷瘤小鼠模型 肝母细胞瘤患者肿瘤组织样本 GEO临床数据集(GSE133039和GSE75271)

重点核对

SKP2抑制剂浓度(25µM和35µM)及IDH1抑制剂浓度(0.4µM)的使用 细胞系(HepG2、Huh6)和动物模型(雄性裸鼠,6×10^6细胞/注射,n=6) SKP2抑制剂体内给药方案(每三天注射100µL 25µM,持续4周) CHX和MG132处理用于泛素化检测(CHX 200 µg/mL,MG132 10µM)

摘要

目的:肝母细胞瘤(HB)是儿童最常见且致命的肝脏恶性实体瘤。靶向肿瘤葡萄糖代谢的进展代表了一种有前景的策略,以减轻肿瘤促进微环境。Warburg效应是肿瘤细胞的一个标志性代谢特征,在介导肿瘤发生和进展中发挥重要作用。在本研究中,我们阐明了SKP2在肝母细胞瘤发展中的关键作用。材料与方法:通过GEO数据库鉴定SKP2在肝母细胞瘤中发挥重要作用。通过肝母细胞瘤活检证实了SKP2在肿瘤中的高表达。使用HepG2和Huh6细胞系以及荷瘤小鼠模型研究SKP2的致癌作用。使用免疫共沉淀(Co-IP)技术证实SKP2泛素化修饰肝母细胞瘤中的IDH1。通过ELISA、流式细胞术和共聚焦显微镜,我们证明了SKP2通过IDH1调节肝母细胞瘤细胞的葡萄糖代谢。结果:SKP2的过表达与HB患者的预后不良密切相关。此外,SKP2不仅直接调节肿瘤细胞的恶性生物学行为,如增殖、迁移和侵袭,而且通过IDH1的泛素化调节肿瘤细胞的葡萄糖代谢。我们的体外实验表明,SKP2的调节显著改变了HB肿瘤细胞的生物学行为。值得注意的是,我们进一步揭示了IDH1抑制剂可以有效地抑制SKP2抑制的肝母细胞瘤细胞中IDH1的积累,从而逆转SKP2抑制剂诱导的肿瘤抑制作用。结论:本研究强调了SKP2主要通过泛素化介导的IDH1调节驱动HB恶性进展的核心作用。这些发现确立SKP2作为抗肝母细胞瘤治疗的高度有前景的生物标志物和治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SKP2在肝母细胞瘤中高表达是否驱动肿瘤恶性进展,其机制与IDH1泛素化及葡萄糖代谢调控的关系如何?
核心机制
SKP2通过泛素化修饰IDH1,导致IDH1蛋白经蛋白酶体降解,从而解除IDH1对糖酵解的抑制,增强葡萄糖代谢和Warburg效应,促进肝母细胞瘤进展。
主要证据
GEO数据库分析显示SKP2与HB相关;临床样本IHC证实SKP2高表达;体外实验(CCK-8、EDU、克隆形成、Transwell、伤口愈合)和体内异种移植模型表明SKP2促进肿瘤生长;Co-IP和泛素化实验证实SKP2泛素化IDH1;IDH1抑制剂逆转SKP2抑制剂效果。
研究意义
该研究确立SKP2作为肝母细胞瘤的生物标志物和潜在治疗靶点,并提示靶向SKP2/IDH1轴可能为HB治疗提供新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

生信分析筛选关键基因

从公共数据库中鉴定与肝母细胞瘤相关的关键基因

利用GEO数据集(GSE133039和GSE75271)进行差异表达基因分析、GO/KEGG富集分析、PPI网络构建,并结合G1/S期基因集和免疫应答基因集筛选出SKP2。

2

验证SKP2在肝母细胞瘤中的表达

验证SKP2在肝母细胞瘤组织及细胞系中的表达情况

通过免疫组织化学(IHC)检测不同病理类型肝母细胞瘤组织中SKP2蛋白表达水平,通过qPCR和Western blot检测肝母细胞瘤细胞系(HepG2、Huh6)与正常肝细胞(THLE-2)中SKP2的表达。

3

体外功能实验评估SKP2抑制剂的影响

探究抑制SKP2对肝母细胞瘤细胞增殖、迁移、侵袭、细胞周期和代谢的影响

使用SKP2抑制剂处理HepG2和Huh6细胞,通过CCK-8、EDU、克隆形成、Transwell、伤口愈合、流式细胞术(细胞周期和凋亡)、葡萄糖代谢检测(乳酸、葡萄糖、ATP)评估细胞行为。

4

体内验证SKP2抑制剂对肿瘤生长的影响

评估SKP2抑制剂在体内的抗肿瘤效果

将HepG2细胞皮下接种雄性裸鼠,每三天注射SKP2抑制剂,4周后处死,测量肿瘤体积和重量,并进行HE和免疫组化染色(KI-67、IDH1、HK2、GLUT2)。

5

分子机制研究:SKP2泛素化IDH1

验证SKP2通过泛素化修饰IDH1并调控其稳定性

分子对接预测SKP2与IDH1结合,分子动力学模拟评估复合物稳定性;CHX追踪实验检测IDH1蛋白半衰期;MG132处理抑制蛋白酶体;Co-IP和泛素化实验证实SKP2介导IDH1的泛素化。

6

IDH1抑制剂对肝母细胞瘤细胞的影响

探究IDH1抑制对肝母细胞瘤细胞行为和代谢的影响

使用IDH1抑制剂处理HepG2细胞,通过CCK-8、克隆形成、Transwell、伤口愈合、葡萄糖代谢检测评估细胞增殖、迁移、侵袭和代谢变化。

7

联合使用SKP2抑制剂和IDH1抑制剂评估逆转效果

验证IDH1抑制剂是否能逆转SKP2抑制剂的抗肿瘤作用

分别和联合使用SKP2抑制剂与IDH1抑制剂处理HepG2细胞,通过CCK-8、EDU、克隆形成、细胞周期、凋亡、葡萄糖摄取、线粒体膜电位等实验评估IDH1抑制剂对SKP2抑制剂效果的逆转作用。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素溶液BeyotimeST488S
SKP2抑制剂SelleckS8652
IDH1抑制剂MedchemExpressHY-128661
RNA提取试剂盒BeyotimeR0024
MightyScript Plus第一链cDNA合成预混液Sangon BiotechB639252
FastStart Universal SYBR Green预混液Sangon BiotechB690016
CFX实时荧光定量PCR系统Bio-Rad--
快速封闭液BeyotimeP0252
抗SKP2抗体Abcamab68455
抗IDH1抗体SelleckF0576
抗泛素抗体Proteintech10201-2-AP
抗Vinculin抗体Proteintech26520-1-AP
抗β-actin抗体HUABIOR1207-1
Odyssey红外成像系统Bio-Rad--
Triton X-100BeyotimeST797
DAPIBeyotimeC1002
PI/RNase染色液BeyotimeC1052
Transwell小室Labselect14242
0.1%结晶紫BeyotimeC0121
基质胶BeyotimeC0371
膜联蛋白V-FITC/PI凋亡检测试剂盒BeyotimeC1062S
MG132SelleckS2619
蛋白酶抑制剂混合物BeyotimeP1005
Protein A/G磁珠MedchemExpressHY-K0202
L-乳酸比色法检测试剂盒ElabscienceE-BC-K044-M
ATP检测试剂盒BeyotimeS0026
pH检测仪SevenExcellence S400SevenExcellence--
2-NBDGMesgenbioMGU7418
JC-1试剂盒BeyotimeC2006
抗KI67抗体Abcamab68455
抗HK2抗体ABclonalA0994
抗IDH1抗体ABclonalA24113
抗SLC2A1抗体ABclonalA11727
KeyGEN一步法免疫组化试剂盒KeyGENKGC3201-60
BD流式细胞仪BD--
共聚焦显微镜Nikon--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与药物处理
细胞系(HepG2、Huh6)和培养基(dMEM+10% FBS+1% 双抗);SKP2抑制剂浓度(25µM、35µM)和IDH1抑制剂浓度(0.4µM);处理时间(24h、48h等)
阅读提示:见Materials and methods中的Cell line部分和Proliferation assay。
表达检测(qPCR、Western blot)
RNA提取和cDNA合成试剂盒;qPCR引物序列(ACTB、SKP2);抗体稀释比例(Anti-SKP2 1:5000等);内参(β-actin)。
阅读提示:见Materials and methods中的Real-time PCR analysis和Western blot analysis。
细胞功能实验(增殖、迁移、侵袭、凋亡)
细胞接种密度(CCK-8、克隆形成1000细胞/孔等);处理浓度和时间;Transwell上室细胞数(0.1×10^6)和基质胶包被;凋亡检测试剂盒(Annexin V-FITC/PI)和流式细胞仪。
阅读提示:见Materials and methods中的Proliferation assay、Wound-healing assay、Transwell assay和Cell apoptosis assay。
泛素化与Co-IP
CHX浓度(200 µg/mL)、MG132浓度(10µM)、处理时间(2h、4h、8h);抗体(Anti-IDH1 1:100)和Protein A/G磁珠;蛋白酶体抑制剂使用。
阅读提示:见Materials and methods中的Ubiquitylation assay和Co-Immunoprecipitation。
动物实验(异种移植瘤模型)
小鼠品系(雄性裸鼠)、细胞接种量(6×10^6细胞/注射)、每组数量(n=6)、SKP2抑制剂给药方案(100µL 25µM每三天一次)、观察周期(4周)、处死方式。
阅读提示:见Materials and methods中的Xenograft tumor model。